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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸7 g3 f, b# ?- R3 p$ {: E8 O- Y4 Y
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腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。# b) n6 E5 r" w" L/ u% m
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1、腐殇酸的分类' v# n/ h( D& U* B. N5 A/ h
; B+ _) `/ v4 z$ u8 Y- k, K( N& k腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。2 s' a- K# u- {( t, T
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+ l- x# G6 A. e: x+ G. J% G1 g) I富里酸一一是一类水溶性的小分子腐殖酸,在土壤中有较好的扩散性和渗透性,可被植物直接吸收利用;
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/ C8 W) w! x& [胡敏酸一一是一类非水溶性的大分子腐殖酸,化学结构相对稳定,在土壤中的迁移性较差,不能被植物直接吸收利用,但在固定、储存营养元素、改善土壤肥力等方面发挥着重要功能。
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性$ J, Y( [/ x$ l6 }
) Z Q. A$ c" A& c' Q
>在碳循环中,腐殖酸是动植物残体回归自然生态系统的中间介质,是能量交换的载体,也是化石能源(煤、石油、天然气)形成的前驱物。$ Y4 [3 D, K: E. K. q
! W/ n3 g$ u$ i1 ?3 Q, j& a>污泥的稳定化过程是模仿自然过程,用工程化手段实现了微生物残体、有机物向腐殖酸的转化,促进了腐殖酸在地球化学中的碳循环。5 O$ H r5 h7 ?$ d. y7 ~1 @
5 B' w) f3 k. m" q1 ^, q
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" Q3 o) w/ I; Q( l) B. D. a/ I/ n0 v注:7 \; J# ]4 T" M" ^6 Y$ ]
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东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;) o& D% ]% i$ ], n
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;! \5 Q/ `& p; b% Q6 o2 }5 Y ]
稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。* o, ]+ x% p* P. |* _" a8 H9 E
0 J1 ?& L/ M1 Y- R& l8 O2 a" t
这些有机质、腔殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等,能起到改良土壤的作用,有更要的土地利用价值。
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3、腐殖酸对土壤生态系统的作用" @5 `- q/ B- [& n! P! J
' E6 e5 Z d; U% b4 G- l>土壤结构的稳定剂:腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构,使土壤吸水量增大,透气性增强,空隙度和持水量增加,有助于提高土壤的保水、保肥能力,从而改善作物的土壤环境。
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9 ~$ l: Z. V6 N+ a7 j% N>土壤的改良剂:腐殖酸含有较多的活性基团,盐基交换容量大,能够吸附土壤中更多的可溶性盐,同时阻碍教大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度和酸碱度,从而改良盐碱土壤。
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$ F6 r0 R5 R; _8 R5 R9 |>重金属的国定剂:脱殖酸含有多种类的活性基团,与重金属离子、放射性核素以及芬香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种物理化学反应,对转化和降解污染物,净化土壤环境起重要作用.+ H" @$ O. H; J) B
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>微量元素的溶解剂:腐殖酸可以与中、微量元素发生螯合反应,生成溶解性好、可被植物吸收种利用的螯合物,从而有利于植物对其吸收和利用./ I5 |, r. b+ O6 J3 T8 k2 ^
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>植物养料的仓库:腐殖酸能激活土壤酶从而加速微生物的生长,加快有机氮的矿化,减少氮的流失,也促使天然磷矿石的分解,增加可溶性磷,也能够吸收和储存钾离子。: u' v, y8 A0 m0 |6 v/ N8 Y9 Q
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>固氮的载体:腐殖酸上的羟基(COOH)中的H+可以被NH4+取代,或醌基与氨发生加成反应,使土壤中易流失的游腐氨保留下未.2 c: e6 W$ v8 R4 j7 h- M3 b4 W4 p, k
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>土壤微生物的栖息地:腐殖酸的水溶性腐殖酸可作为碳源被土壤微生物物直接利用。% |+ Q) K% |0 D8 R" c
. P; V6 N# c; ?& f. m9 p污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素
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元素分析显示: L0 ~" f. ]4 g) a$ m4 l
; B/ o+ ~( u: P8 m>稳定化过程主要是碳元素和氨元素的转化,由有机态向无机态转化,由固态向气态转化,而磷和钾主要是富集;8 d! u/ C/ i- H9 [7 f/ r. q
' F$ t8 A; \2 l4 k( C! Z>沼渣经板框脱水后,钾元沐流失严重,磺元紧流失林对少,推测钾元紧主要存在于液林中,磷元素要存在于固林中;
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>稳定化处理产物的养分含坤(以N+PoOs+KoO计)在7.5%~13.5%,远高于污泳农用和园林利用标准(氨磺钾合蛎>3%)$ ?+ f/ E/ G% X/ K: M$ C
5 }2 X( f8 [6 D' x
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物( D2 \+ A/ i) q
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" R: G" h' U. w& R5 s( d( N小妻试验田:以厌氧消化处理产物作为生物炭土,与黄土1:1混配种植小妻 R' V# ]1 W( X# j" k! W
实验组(左):施用生物炭土的小麦地 P) N; t: O* o- P. \" y: g
对照组(右):施用复合肥的小麦地
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, Z. I& M8 F+ _( [9 R: G2 Q' W0 \) l
; p2 Z/ M7 W' Y. B7 z( O: M污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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实验组优势真菌:未分类的真菌4 v. U; z' R& H ? X
* ~ N9 c! H% P% C) d# p5 z对照组优势真菌:被孢霉菌、镰刀菌、明梭孢菌、漆斑菌、头梗霉菌(植物病原菌或动物病原菌)! z( K; C9 v7 l
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; r: l2 H, u! b. s5 l: r3 P. v# g不稳定态:会影响酶的活性和微生物群落的生长,还会被植物吸收富集;
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稳定态:在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易为植物吸收。
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在厌氧消化过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性较差;重金属的形态分布与种类、基质、反应条件等环境因素有关。
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; I% V% A( _7 C2 ]5 q在好氧发酵过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性相对较差,这与厌氧消化的规律相似。
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1 \5 r4 f' M8 K# m5 ]* o; e1、充分认识污泥处理产物的双重属性
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6 w$ R" G r4 b1 s产物的资源化利用是终极目标5 b! [6 G5 ]3 H/ O
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资源化利用的前提是稳定化处理* i! q. T2 D. o6 R$ B" p% r0 f
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用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线! K# d+ E2 i* m$ i3 G! m" F2 l. s
1 |) L: g1 { W7 c. H; n d污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。 \& g1 S9 t; y5 r6 @! e9 h/ u% A0 n: ]
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2、正确理解重金属的限值
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8 y3 n7 J1 a8 X我国的泥质标准存在如下问题:
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一一除农用外,园林、土壤改良和填埋,水泥焚烧重金属限值基本一样/ \' k3 r# Y \$ c
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一一超标就没有办法了?1 F, c0 K( L/ f
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一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。# ?7 W# u ^% i4 A8 i
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一一稳定化处理后,污泥形态发生了变化,重金属含重也发生了变化,标准值返有用吗?
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一一用重金属总命值不合理。
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一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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+ D& E7 n' B! X7 O! Q' N3、创新污泥处理产物土地利用的方式
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5 h9 M; v& Q+ ^/ ~( K>没有创新的处置方式,好氧发酶、厌氧消化后的产物士地利用是一句空话。/ Y0 I0 @. J3 x, a% Q
8 R7 w5 z* C# g4 Q>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“. t+ Y& }7 R: f- Q6 c# d: e
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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>资源化利用不仅表现在对当地生态文明建设提供了直接的支持,而旦在循环中嬴得了良好的经济效益;2 K/ E) o0 P- v9 z) H
; E b- H2 i+ s' v% W>在经济上实现赢,就为污染治理持续进行、有效进行提供了机制上的保障;
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>从循环中得益,也就促成了治污的良性循环,让污染治理不再被动,而是走向主动。0 v# z# O# [1 F R5 Y
2 }# C* X) x1 `- X. p7 o' d5 J# {
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